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针叶林

[拼音]:zhenyelin

[外文]:coniferous forest

以针叶树为建群种所组成的各类森林的总称。包括常绿和落叶,耐寒、耐旱和喜温、喜湿等类型的针叶纯林和混交林。主要由云杉、冷杉、落叶松和松树等属一些耐寒树种组成。通常称为北方针叶林,也称泰加林。其中由落叶松组成的称为明亮针叶林,而以云杉、冷杉为建群树种的称为暗针叶林。横跨欧、亚、北美大陆北部的针叶林属寒带和寒温带地区的地带 森林类型,是世界很大的原始针叶林,也是世界最主要的木材生产基地。(见彩图)

分布

针叶林广泛分布于世界各地,而以北半球为主。北以水平树木线以北的极地冻原为界,南接针阔混交林。主要分布地区如下。

欧亚大陆

分布范围自北欧的斯堪的纳维亚半岛,经芬兰、苏联欧洲部分北部,越乌拉尔山,经西伯利亚、 黑龙江到堪察加、库页岛和日本北部。由于北大西洋暖流影响,欧亚大陆的北方针叶林西部南界纬度较高,约为北纬60°左右,向东逐渐南移,到太平洋西岸,下降至45°,形成西端狭而东部宽的楔形分布。

北美大陆

分布范围自阿拉斯加起,分为两个亚带:一向东南经加拿大的育空地区,沿落基山脉东侧南下,至五大湖区北缘,再沿圣劳伦斯河谷北上到拉布拉多和纽芬兰。形成两端高中段低的弓形分布的北美北方针叶林;另一向南经加拿大的育空地区和不列颠哥伦比亚省,沿太平洋东岸的喀斯喀特山系、落基山系的高海拔地带并行南下,直到北纬35°左右,其北端为北方针叶林,南部为山地垂直带针叶林,断续形成南北走向钳形分布的北美西部山地针叶林。在中、低纬度地区,由于针叶树种生态特 的差异和人为影响,或在较高海拔地区形成垂直地带 的针叶林,或以非地带 呈片状和岛状,分布于各气候带的山地、丘陵和平地。在山区垂直地带上,针叶林分布很高。耐寒针叶林为上限森林,下限与山地针阔混交林连接。

巴西南部高原、智利、阿根廷、澳大利亚东部、新西兰和新几内亚等有由南洋杉 (Araucaria)、贝壳杉(Agathis)、罗汉松 (Podocarpus)或陆均松等属树种组成的小片针叶林。此外还有自北半球引种的辐射松(Pinus radiata)、湿地松(P.elliottii)、火炬松(P.taeda)等人工针叶林。

自然环境

针叶林分布地区广的气候、土壤条件差异大。欧亚和北美的北方针叶林区有明显的大陆 气候特点:冬季长而严寒,夏季短而湿润;最冷月份气温在西伯利亚低至-52℃,北美北部可低至-70℃,日平均温度在10℃以上的仅有30~120天;年降水量变化在300~600毫米之间。沿海地区因海洋的影响,温度及降水量均高于内陆。在中低纬度地区,高山耐寒针叶林的气候条件约相当于北方针叶林区,低山、丘陵、平原的针叶林的气候条件与所在地带气候大体一致。

北方针叶林的土壤灰化作用明显。云杉、冷杉林下的土壤以山地灰棕壤为主。在高山上部也可有山地漂灰土,以及零散的各类沼泽土和草甸土。土层内有灰化层、潜育层或冰冻层。在寒冷湿润条件下,北方针叶林和高山针叶林的林下苔藓层发达,积成厚层粗腐殖质,土壤呈酸 反应,肥力较低。分散在各气候带的低山丘陵针叶林土壤则属于该地带的土壤类型。

组成

针叶林的树种多,分布广,组成差异大。

北美针叶林

白云杉 (Picea glauca)、黑云杉(P.mariana)是横跨大陆东西的优势种。在西部的北方针叶林以北美云杉(P.sitchensis)、高山冷杉(Abies lasiocarpa)等为主。向南树种增多,有花旗松(Pseudotsuga menzesii)、巨冷杉(Abies grandis)、北美乔柏(Thuja plicata)、巨杉(Sequoiadendron giganteum)、北美红杉(Sequoia sempervirens) 等树种,形成大小不等的纯林或混交林。在墨西哥山地有危地马拉冷杉(Abiesguatemalensis)、墨西哥白松(Pinus ayacahuite)、墨西哥柏木(Cupressus lusianica) 等。在北方针叶林的中、东部则有香脂冷杉 (Abiesbalsamea)、加拿大铁杉 (Tsuga canadensis)、美国五针松(Pinus strobus)等;向南经过阿巴拉契亚山系到南方松林区,有铅笔柏(Juniperus virginiana)、矮松 (Pinus virginiana)、刚松(P.rigida)、湿地松等。在低湿或沼泽地方,还有落羽杉组成的小片针叶林。此外,在中美地区有加勒比松、卵松、热带松等。

北方针叶林西段

主要由欧洲云杉 (Picea abies)、欧洲冷杉(Abies alba)、欧洲赤松(Pinus sylvestris)、欧洲落叶松(Larix decidua)等树种组成。向南,在阿尔卑斯山和喀尔巴阡山,落叶松和冷杉林分布于海拔120~2300米的地带。比利牛斯山的针叶林则由山地松(Pinusuncinata)所组成。在南欧山地还有欧洲黑松(P.nigra)。在克里木半岛有克里木松(P.nigra var. caramanica)。在巴尔干半岛,主要是南欧冷杉(Abies cephalonica和罗德曼冷杉(A.nordmanica)林。此外在非洲北部的阿特拉斯山以及亚洲小亚细亚半岛、黎巴嫩、阿富汗直至喜马拉雅山有雪松(Cedrus deodara)组成的山地针叶林。分布在地中海周围的针叶林,有较耐旱的阿列波松(Pinus halepansis)、海岸松(P.pinaster)、意大利石松(P.pinea)、直立球松(P.brutia)、地中海柏木(Cupressus sempervirens) 以及南至非洲北部高山的阿尔及利亚冷杉Abies numidica)等。

北方针叶林东段

主要由新疆落叶松(Larix sibir-ica )、兴安落叶松(L.gmelinii),以及欧洲赤松、新疆冷杉 (Abies sibirica)和新疆云杉(Picea obovata)等树种组成。在日本,北海道的针叶林中以萨哈林冷杉(Abies sachalinensis)、鱼鳞云杉(Picea jezoensis)等为主;在本州中部高山针叶林中以韦氏冷杉 (Abies veitchii)、本州云杉(Piceahondoensis)和异叶铁杉(Tsuga diversifolia) 等为主; 在本州南部和四国山地以日本冷杉、日本铁杉 (T.sieboldii)等林为主。此外,组成小面积天然林或大面积人工林的针叶树种的还有赤松、日本柳杉、日本落叶松、日本扁柏、罗汉柏(Thujopsisdolabrata)等。 半岛的针叶林由红松、赤松、红皮云杉(Picea koraiensis)、臭冷杉(Abiesnephrolepis)和长白落叶松(Larix olgensis)等组成。亚洲南部的针叶林主要分布在喜马拉雅山南坡不同的海拔地带,由云杉、冷杉、落叶松、铁杉、松、雪松、紫杉 (Taxus)、柏木、圆柏等属的树种组成。东南亚地区也有少量针叶林分布,主要是陆均松、罗汉松、贝壳杉等喜热树种。

针叶林

其植被类型既有欧亚大陆北方针叶林共有的成分,又有 特有的属种,约有30个属,175种和26个变种。主要树种分别属冷杉、云杉、松、落叶松、黄杉、铁杉、油杉、柏木、圆柏、福建柏、杉木、柳杉、水杉、水松、台湾杉(Taiwania)、翠柏、扁柏、罗汉松、金钱松、陆均松、三尖杉、红豆杉、榧树 (Torreya)等属。其中水杉、水松、金钱松、银杉和白豆杉 (Pseudo-taxus chinensis)等为 特有。按分布环境和区系组成,可分为寒温带、温带、亚热带和热带等针叶林。

(1)寒温带针叶林。也称寒温 针叶林。由云杉、冷杉、落叶松、松和圆柏等属的树种组成,分布在 的东北、华北、西北、西南以及台湾等山地高寒地带,成为高纬度和高海拔的上限森林,分布的海拔高度由北而南、从东到西逐渐上升。大兴安岭和阿尔泰山的针叶林是欧亚大陆北方针叶林的南延部分。大兴安岭针叶林主要是兴安落叶松纯林,间杂少量的其他树种。阿尔泰山针叶林有西伯利亚落叶松、西伯利亚冷杉、西伯利亚云杉和西伯利亚红松等的纯林或混交林。东北针叶林还有分布在小兴安岭、长白山和张广才岭等地1600米以上山地,由长白落叶松、鱼鳞云杉、红皮云杉和臭冷杉组成的混交林或小片纯林,杂有少量的其他树种。华北针叶林主要分布在五台山、吕梁山、太行山、燕山等地的1600米以上山地,多为华北落叶松纯林和小片白杆及青杆的混交林。在西北,雪岭云杉 (Picea schrenkiana)是 荒漠山地分布最广的针叶林,在天山、昆仑山西部和准噶尔西部海拔1500~2800米的地带上,形成一条断续连绵的森林带。云岭云杉多为纯林,偶混有其他树种,在甘青地区,青海云杉 (P.crassifolia)纯林分布在祁连山东段 2400~3400米的阴坡上,而祁连山圆柏(Sabinaprzewalskii)纯林则分布在等同海拔高度的阳坡上。在半阴坡上常伴生有山杨 (Populus davidiana) 和红桦(Betula albo-sinensis)。紫果云杉(Picea purpurea)纯林遍布于青海东部和甘肃白龙江上游,其分布高度为3000~3800米,偶伴生其他树种。太白落叶松 (Larix chinensis ) 是秦岭山地很高限的针叶林, 分布在海拔3100~3600米之间,杂有少量其他树种。秦巴山地针叶林还有巴山冷杉(Abies fargesii)纯林及与其他冷杉、云杉、铁杉、落叶松、桦树、槭树混生的混交林,多局限于山头。西南高原山地是 高山针叶林类型最多的地区,在海拔3000~4450米垂直地带的山顶、山脊、山坡、山谷,形成断续的带状、片状或块状森林。生长较干旱贫瘠生境的落叶松林有红杉 (Larix potaninii)、四川红杉(L.mastersiana)、喜马拉雅红杉 (L.himal-aica)、怒江红杉(L.speciosa)、大果落叶松(L.pota-ninii var.macrocarpa)、 红杉(L.griffithiana)等,其中又以 红杉分布最广。常绿针叶林分布于湿润肥沃的地方,有黄果冷杉(Abies ernestii)、长苞冷杉(A.georgei)、鳞皮冷杉(A.squamata)、 冷杉、苍山冷杉(A.delavayi)、岷江冷杉(A.faxoniana)、川滇冷杉(A.forrestii)、丽江云杉(A.faxoniana)、林芝云杉、川西云杉(P.likiangensis var. balfouriana)、麦吊杉(P.brachytyla)等纯林或混交林,其中以黄果冷杉分布范围很大;长苞冷杉垂直分布很高,幅度最广,下限为2900米,上限达4450米。此外,还有零星散生的小片圆柏林。上述针叶林中还伴生有其他树种。台湾省中央山脉海拔 3000米以上的垂直带上有大片的台湾云杉 (P.morrisonicola)和台湾冷杉(Abies kawakamii) 纯林, 其次为台湾铁杉(Tsug a formosana)和高山柏Sabina squamata) 混交林。 北方针叶林和低纬度山地高寒地带的针叶林水平分布地区差距很大,但其寒冷干旱的气候条件、建群树种的生态特 及其林冠下的生态环境非常近似,其伴生植物的属种也大多相同,如杨树、桦树、槭树、悬钩子、绣线菊、荚蒾、溲疏等。草本植物共有的属更多,如早熟禾、羊茅、鹅冠草、嵩草、酢浆草、鹿蹄草、繁缕等。在暗针叶林的阴湿条件下,苔藓植物异常发达,如塔藓、树藓、泥炭藓和悬挂在树枝上的松萝等,也是不同地带暗针叶林所共有的。然而西南山地暗针叶林由于高山辐射较强,冬季温度较高,出现南方植物属种如箭竹、篠竹等,是大熊猫的主要食物。

(2)温带针叶林。也称温 针叶林。分布在温带、暖温带落叶阔叶林地区的平地、丘陵、低山以及亚热带、热带的中山垂直地带。零星散生。主要由松属、柳杉属、侧柏属的树种组成,常有阔叶树种混生或人工纯林。东北有红松、长白松等;华北有赤松、白皮松、油松、侧柏等;西部山有华山松、巴山松、高山松等;华东有黄山松、柳杉、金钱松、黄杉等。其中油松林在温带分布最广,侧柏几乎遍及全国,华山松在西南山地分布最广,台湾松是华东特有种。

(3)亚热带针叶林。分布在亚热带常绿阔林区的平地、丘陵和低山,由喜温暖、湿润的针叶树种组成。在华东、华中、华南主要有马尾松、华南五针松(Pinuskwangtungensis)、杉木、柳杉、柏木、竹柏(Podocarpusnagi)、油杉(Keteleeria fortunei)、江南油杉(K.cyclolepis、铁坚杉 (K.davidiana)、福建柏、扁柏、银杉、水杉等。在西南有乔松(Pinus griffithii)、云南松(p.yunnanensis)、思茅松(P.kesiya var .langbianensis)、滇油杉(Keteleeriaevelyniana)、巨柏(Chamaecyparis gigaanteus)、冲天柏(Cupressus duelouxiana)、岷江柏木(C.chngiana)等。其中马尾松、杉木、柏森覆被面积很大,多成纯林,并广泛为人工栽培。云南松为云贵高原重要的天然和人工针叶林。大部分亚热带针叶树或为零星小片或与阔叶树混生一起。此外,还有引自北美的湿地松、火炬松、池杉(Taxodium ascendens)等的人工林。伴生的乔、灌木主要有茶科、樟科、壳斗科、杜鹃花科、桃金娘科、五加科、竹亚科等。草本植物有禾本科、菊科、莎草科、石松科、莲座蕨科、椤科等。

(4)热带针叶林。也称热 针叶林。分布在 南部热带雨林和季雨林的平地和低山,成大片的只有南亚松(Pinus latteri) 林,其他为零星的陆均松林和鸡毛松(Podocarpus imbricatus)林。

结构

林内常伴生有毛叶青冈、黄杞、厚皮树、野牡丹、山芝麻等,常见草本植物有黄茅、石茅草等。林冠稀疏处芒萁占优势。针叶林因树冠多呈锥形和塔形,林冠上层表面多呈锯齿状起伏。不同针叶树树种的耐荫 不一,并有常绿和落叶差别,季相变化和结构特征也因之而异。落叶松为喜光松种,耐寒耐旱,树冠稀疏,冬季落叶,在寒冷瘠薄的气候土壤条件下形成单层纯林,林冠开朗,林内透光度大,林下仅有灌木、杂草层,是针叶林中结构最简单的类型。云杉、冷杉为常绿耐荫树种,枝叶密集、林冠浓厚,在寒冷和湿润的气候和肥沃土壤条件下形成纯林或云杉、冷杉混交林,林冠单层而厚,常年郁闭,透光量小,活地被物层以苔鲜为主,灌木草类较少。由于林内空气湿度大,松干松枝上常附生有大量的藓类植物和各种松萝。一般由阳 树种组成的针叶林林冠开阔,林中常有耐荫树种侵入伴生,林下灌木草本也大量存在,形成复层针叶林。但人工针叶林不论其成林树种的特 如何,总有单层纯林,结构简单。

针叶林的树种从北方到南方,从高海拔到低海拔逐渐增多,结构也渐趋复杂,从纯林转变为混交林,并渗杂阔叶树而为针阔混交林,从单层林转变为复层林,林下植物也逐渐增多,形成下木层、灌木层和草木层。在热带和亚热带地区的针叶林中还有藤本植物和各种层外植物。

发展演替

在自然条件下,各种类型的针叶林相当稳定,具有较强的自然调节能力。在寒带、寒温带和中低纬度垂直高寒地带的严峻气候条件下,云杉、冷杉、落叶松和松属的一些耐寒松种处于 优势地位,组成针叶纯林。属于地带 的森林顶极群落,具有强大的林内天然下种更新能力,稳定 很大。但不合理采伐和反复烧垦会破坏生态环境,导致喜光耐旱树种入侵,出现针叶林的逆行演替。云杉、冷杉林受到严重破坏后,通常被桦、杨之类阳 阔叶树所代替。但经过长期的前进演替,仍可恢复为云杉、冷杉林。在针叶林与其他植被类型接壤或过渡地带,即使没有人为干扰,树种更替和森林演替也普遍存在。

有些强阳 针叶树种,如落叶松和一些松树能在阳光充足的 露地或采伐迹地上天然更新,起先锋树种作用,为耐荫树种入侵生长创造条件,向前进演替方向发展,形成稳定 较大的森林类型。

许多人工针叶林,如红松、赤松、樟子杉、落叶松、马尾松、云南松、杉木、柳杉、水杉林以及湿地松、火炬松、池杉林等都以抚育方式消除入侵树种,维持其组成结构,控制其发展演替,以达到木材生产的目的。在放弃经营管理的情况下,则又恢复演替运动。杉木林是 亚热带低山丘陵地区面积很大的人工针叶林,是在烧垦常绿阔叶林和灌丛的基础上人工营造而成,通过人工抚育来维持其纯林结构。经过1~2次采伐撂荒后,常绿树种就大量入侵,逐渐向地带 的森林顶极群落──常绿阔叶林过渡。

开发利用

针叶树的树干高大通直,材质优良,纤维细长,可作建筑、车辆、船舶、枕木用材,以及造纸和民用工业的原料。不少国家还对速生、优质的针叶树进行良种选育,集约经营,作为主要用材林。 针叶林是 森林资源最主要的组成部分,其木材蓄积量占全国森林总蓄集量的65%。此类树种的主要副产有松脂、冷杉胶、松子、松树花粉、柏树种仁等,是医药、化工、轻工、食品等工业的原料。针叶林中还生长有可供食用和药用的野生植物,以及珍贵的皮毛兽紫貂等。大多数针叶树能散发芬芳香气,具有杀菌和净化空气的作用。针叶林可辟为森林公园,用作旅游、疗养场所;对涵养水源、保持水土也有重要作用。

参考文章

北美洲的亚寒带针叶林与亚洲同类型植被相比有何异同?地理学

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